猜不到吧？獵戶座的馬頭星雲發生了什麼？

兩個研究小組使用了美國國家航空航天局平流層天文台「索非亞」的一幅圖，以揭示在獵戶座標誌性馬頭星雲中形成恆星的新發現。這張圖揭示了有關恆星形成過程中塵埃和氣體完整理解的重要細節。馬頭星雲嵌入在更大的獵戶座B巨大分子雲里，密度極高，有足夠的質量來製造大約30顆類似太陽的恆星。它標誌著周圍冷分子雲之間的邊界，充滿了製造恆星和行星系統所需的原材料，而這一區域是西方的大質量恆星已經形成的區域，但是來自恆星的輻射會侵蝕這些原材料。

馬頭星雲以紅色和綠色顯示在周圍的冷分子雲(藍色)上。紅色區域是隱藏在稠密星雲中的一氧化碳分子，綠色區域是受附近恆星輻射影響的碳原子和離子。圖片版權：NASA/SOFIA/J. Bally et. al

當寒冷的分子，如一氧化碳，在稠密的星雲深處受到輻射的遮擋時，表面的分子就會暴露在這種輻射之下。這引發了可以影響恆星形成的反應，包括將一氧化碳分子轉化為碳原子和離子，稱為電離。位於博爾德科羅拉多大學的天體物理學和空間天文學中心的約翰·巴利領導的一個研究小組，想要了解附近恆星的強烈輻射是否足夠強，能夠壓縮星雲內的氣體並觸發新的恆星形成。他們將索非亞和其他兩個天文台的數據結合起來，對那裡分子的結構和運動進行了多方面的觀察。

Bally的研究小組發現，來自附近恆星的輻射會產生熱等離子體，在馬頭內壓縮冷氣體，但壓縮不足以引發更多恆星的誕生。儘管如此，還是了解了星雲結構的關鍵細節。輻射造成了破壞性的電離波在雲上墜毀。這一波被雲層中濃密的馬頭部分阻擋，引起了海浪的環繞。馬頭形成了它的標誌性形狀，因為它的密度足以阻擋電離波的破壞力。標誌性馬頭星雲的形狀說明了這個過程的運動和速度，當分子雲被電離輻射摧毀時會發生什麼。研究人員正試圖了解在馬頭星雲中恆星是如何形成的——以及為什麼會有額外的恆星不存在——因為它靠近地球的地理位置使得天文學家能夠非常詳細地研究它。

這為遙遠星系的恆星如何形成提供了線索，即使是最強大的望遠鏡也無法清晰地觀測到細節。在諸如此類的研究中，我發現恆星形成是一個自我限制的過程，在雲層中形成的第一顆恆星可以通過破壞雲的鄰近部分來阻止附近其他恆星的誕生。在另一項基於索非亞地圖的研究中，由荷蘭萊頓大學的科妮莉亞·帕布斯特領導的研究小組分析了馬頭星雲周圍寒冷黑暗區域內氣體的結構和亮度。與獵戶座B星雲或位於馬頭星雲西南的獵戶座大星雲相比，這個區域的恆星形成非常少。Pabst和她的團隊想要了解黑暗區域的物理條件，這可能會影響恆星的形成速率。

發現星雲氣體的形狀、結構和亮度不適合現有的模型。進一步的觀察是必要的，以探究為什麼模型不符合所觀察。儘管只看了一小部分分子雲，但所有的東西都比最初的模型所顯示的要複雜。這張地圖是美麗的，有價值的數據，可以結合未來的觀察來幫助我們了解恆星是如何在星系中形成，所以可以將其與外星系研究聯繫起來。這些研究發表在天文雜誌、天文和天體物理學上。兩個團隊使用的馬頭星雲圖是使用SOFIA的升級的偉大儀器創建的。

它被升級為同時使用14個探測器，因此這張地圖的創建速度大大超過了以前的觀測站，僅使用了一個探測器。如果沒有索非亞和它的升級工具，就不可能完成這項研究。因為它在每次飛行後著陸，儀器可以調整、升級和改進，這在太空天文台是不可能的。索非亞是開發更強大和可靠的儀器以供將來在太空中使用的基礎。索非亞是一架波音747SP噴氣客機改裝的攜帶一個100英寸直徑的望遠鏡。

博科園-科學科普｜參考期刊：Astronomy and Astrophysics，Astronomical Journal，Astronomy & Astrophysics｜來自：NASA